Počítačové sítě mohou mít libovolnou formu jako LAN, WAN atd. Pokud jste připojeni k lokální LAN nebo internetovému připojení, tvoří IP adresy základ komunikace přes počítačové sítě. IP adresa je identita hostitele nebo počítačového zařízení připojeného k jakékoli síti.
Ve většině případů, když připojíte počítač k síti LAN nebo internetu, zjistíte, že IP adresa a další informace, jako je maska podsítě atd., jsou vašemu počítači přiřazeny automaticky. Přemýšleli jste někdy o tom, jak se to stane? V tomto článku porozumíme konceptu DHCP, který tvoří základ této funkce.
Co je DHCP?
DHCP je zkratka pro Dynamic Host Configuration Protocol.
Jak název napovídá, DHCP se používá k řízení konfigurace sítě hostitele prostřednictvím vzdáleného serveru. Funkce DHCP se instaluje jako výchozí funkce ve většině současných operačních systémů. DHCP je vynikající alternativou k časově náročné ruční konfiguraci síťových nastavení na hostiteli nebo síťovém zařízení.
DHCP funguje na modelu klient-server. Protože jde o protokol, má vlastní sadu zpráv, které si vyměňují klient a server. Zde jsou informace záhlaví DHCP:
| FIELD | OKTETY | DESCRIPTION |
|---|---|---|
| op | 1 | Typ zprávy |
| htype | 1 | typ hardwarové adresy |
| hlen | 1 | délka hardwarové adresy |
| chmel | 1 | používá se v případě přenosových agentů. Klienti je nastaví na 0. |
| xid | 4 | ID transakce používané klientem a serverem pro relaci. |
| s | 2 | Čas (v sekundách), který klient požádal o proces, uplynul |
| příznaky | 2 | Příznaky |
| ciaddr | 4 | IP adresa klienta. |
| yiaddr | 4 | IP adresa přidělená serverem klientovi |
| siaddr | 4 | IP adresa serveru. |
| giaddr | 4 | IP adresa přenosového agenta. |
| chaddr | 16 | Hardwarová adresa klienta. |
| jméno | 64 | Název hostitele serveru. |
| soubor | 128 | Název spouštěcího souboru. |
| možnosti | var | Další možnosti |
Porozumění DHCP pomáhá při ladění mnoha problémů souvisejících se sítí. Přečtěte si naše články o wireshark a Journey of a packet on network, abyste lépe pochopili síť a nástroje pro ladění sítě.
V další části se budeme zabývat fungováním tohoto protokolu.
Jak DHCP funguje?
Než se naučíme proces, kterým DHCP dosahuje svého cíle, musíme nejprve porozumět různým zprávám, které se v tomto procesu používají.
1. DHCPDISCOVER
Je to zpráva DHCP, která označuje začátek interakce DHCP mezi klientem a serverem. Tuto zprávu odesílá klient (hostitel nebo zařízení připojené k síti), který je připojen k místní podsíti. Jde o vysílanou zprávu, která jako cílovou IP adresu používá 255.255.255.255, zatímco zdrojová IP adresa je 0.0.0.0
2. DHCPOFFER
Je to zpráva DHCP, která je odeslána jako odpověď na DHCPDISCOVER serverem DHCP klientovi DHCP. Tato zpráva obsahuje nastavení konfigurace sítě pro klienta, který odeslal zprávu DHCPDISCOVER.
3. DHCPREQUEST
Tato zpráva DHCP je odeslána jako odpověď na DHCPOFFER, což znamená, že klient přijal konfiguraci sítě zaslanou ve zprávě DHCPOFFER ze serveru.
4. DHCPACK
Tato zpráva je odeslána serverem DHCP jako odpověď na DHCPREQUEST přijatou od klienta. Tato zpráva označuje konec procesu, který začal s DHCPDISCOVER. Zpráva DHCPACK není nic jiného než potvrzení serveru DHCP, které opravňuje klienta DHCP začít používat konfiguraci sítě, kterou dříve obdržel od serveru DHCP.
5. DHCPNAK
Tato zpráva je přesným opakem výše popsaného DHCPACK. Tato zpráva je odeslána serverem DHCP, když není schopen uspokojit zprávu DHCPREQUEST od klienta.
6. DHCPDECLINE
Tato zpráva je odeslána z klienta DHCP na server v případě, že klient zjistí, že IP adresa přidělená serverem DHCP se již používá.
7. DHCPINFORM
Tato zpráva je odeslána z DHCP klienta v případě, že IP adresa je staticky nakonfigurována na klientovi a pouze další síťová nastavení nebo konfigurace jsou požadovány pro dynamické získávání z DHCP serveru.
8. DHCPRELEASE
Tuto zprávu odešle DHCP klient v případě, že chce ukončit pronájem síťové adresy, kterou mu poskytl DHCP server.
Nyní, když víme o různých zprávách DHCP, je čas projít si celý proces DHCP, abyste získali lepší představu o tom, jak DHCP funguje. Všimněte si, že níže uvedené kroky předpokládají, že funkce DHCP je standardně povolena na straně klienta.
Zde jsou kroky:
- Krok 1: Když se klientský počítač (nebo zařízení) spustí nebo je připojen k síti, je z klienta na server odeslána zpráva DHCPDISCOVER. Protože na klientovi nejsou žádné informace o konfiguraci sítě, je zpráva odeslána s 0.0.0.0 jako zdrojovou adresou a 255.255.255.255 jako cílovou adresou. Pokud je server DHCP v místní podsíti, přijme zprávu přímo, nebo v případě, že se nachází v jiné podsíti, se k předání požadavku serveru DHCP použije přenosový agent připojený k podsíti klienta. Transportní protokol použitý pro tuto zprávu je UDP a použité číslo portu je 67. Během tohoto kroku klient vstoupí do fáze inicializace.
- Krok 2: Když server DHCP přijme zprávu požadavku DHCPDISCOVER, odpoví zprávou DHCPOFFER. Jak již bylo vysvětleno, tato zpráva obsahuje všechna nastavení konfigurace sítě požadovaná klientem. Například pole yaddr zprávy bude obsahovat IP adresu, která má být přiřazena klientovi. Podobně se v poli možností vyplní informace o masce podsítě a bráně. Server také vyplní adresu MAC klienta do pole chaddr. Tato zpráva je odeslána jako zpráva všesměrového vysílání (255.255.255.255), aby ji klient obdržel přímo, nebo pokud je server DHCP v jiné podsíti, je tato zpráva odeslána přenosovému agentovi, který se stará o to, zda má být zpráva předána jako unicast. nebo vysílání. I v tomto případě je protokol UDP použit na transportní vrstvě s cílovým portem 68. Klient v tomto kroku vstupuje do fáze výběru
- Krok 3: Klient vytvoří zprávu DHCPREQUEST jako odpověď na zprávu DHCPOFFER a odešle ji na server s uvedením, že chce přijmout konfiguraci sítě odeslanou ve zprávě DHCPOFFER. Pokud by existovalo více serverů DHCP, které přijaly DHCPDISCOVER, mohl by klient přijímat více zpráv DHCPOFFER. Klient však odpoví pouze na jednu ze zpráv tím, že do pole identifikace serveru zadá IP adresu konkrétního serveru DHCP. Všechny zprávy z jiných serverů DHCP jsou implicitně odmítnuty. Zpráva DHCPREQUEST bude stále obsahovat zdrojovou adresu jako 0.0.0.0, protože klient stále nemá povoleno používat IP adresu, která mu byla předána prostřednictvím zprávy DHCPOFFER. Během tohoto kroku klient vstoupí do fáze požadavku.
- Krok 4: Jakmile server přijme od klienta DHCPREQUEST, odešle zprávu DHCPACK indikující, že nyní může klient používat adresu IP, která mu byla přidělena. Během tohoto kroku klient vstoupí do vázaného stavu.
Koncept pronájmu
Se všemi nezbytnými informacemi o tom, jak DHCP funguje, bychom měli také vědět, že IP adresa přidělená DHCP serverem klientovi DHCP je zapůjčena. Po vypršení platnosti pronájmu může server DHCP přidělit stejnou IP adresu jakémukoli jinému hostiteli nebo zařízení, které o to požádají. Například zachování doby pronájmu 8-10 hodin je užitečné v případě počítačů, které jsou na konci dne vypnuté. Nájemní smlouvu je tedy nutné čas od času prodloužit. Klient DHCP se pokusí obnovit zapůjčení po uplynutí poloviny doby zapůjčení. To se provádí výměnou zpráv DHCPREQUEST a DHCPACK. Při tom všem klient vstupuje do fáze obnovy.